在陶瓷上镀耐高温耐高真空的厚铜层工艺

朱东，储荣邦 *

（1.南京七七二厂，江苏 南京 210009；2.南京七二四所，江苏 南京 210011）

陶瓷上镀厚铜层主要用于金属零件焊接，由于焊接温度高(1 000°C 左右)，要求镀层有良好的结合力和一定的厚度(10～40 μm)。焊接后，绝对不允许微波管在高真空条件下漏气，因此还要求镀层具有良好的致密性。总之，陶瓷上厚铜镀层要能经受高温、高真空的考验。

1 陶瓷金属化预涂层

所谓陶瓷镀铜，不是在陶瓷上直接镀上铜层，而是在陶瓷的金属化涂层上镀一层金属铜。因此，有必要把金属化预涂层扼要介绍一下。陶瓷(含95%氧化铝)经去油、去脏等一系列清洗处理后，再涂覆一层金属化膏剂涂层。该涂层必须平整无缺，并且厚度控制在(80 ± 10)μm，再在氢气炉中对膏剂进行烧结，俗称陶瓷金属化。在(1 500 ± 10)°C 下保持45 min，即得与陶瓷结合牢固的金属化预涂层，随后便可在该涂层表面进行预镀铜。

金属化膏剂的主要成分为钼粉、一氧化锰和三氧化二铝的混合物。在以下3种情况下，所涂覆的金属化膏剂中上述3种组分的含量略有变动。

(1)作为陶瓷的第一次金属化膏剂，三氧化二铝含量高一些，其目的是使涂覆金属化膏剂的陶瓷在经氢气炉烧结后，陶瓷与第一次涂覆层之间的结合力得到保障。

(2)作为涂覆的第二次金属化膏剂，一氧化锰和钼粉含量要高一些，第二次金属化膏剂涂覆在第一次金属化膏剂表面后，仍要在氢气炉中烧结。

(3)作为涂覆的最后面层金属化膏剂，一氧化锰和钼粉含量最高。该涂层经氢气炉烧结后，便达到金属化预涂层的功能，为后续顺利镀铜打下良好的基础。

金属化膏剂应多次涂覆，每涂覆一次，都要在氢气炉里烧结一次，所得金属化涂层的总厚度应控制在70～90 µm 之内。

每次涂覆时,除了要保证金属化膏剂的3种主要成分达到一定配比外，还要通过球磨机使三者充分、均匀地混合在一起，以保证涂层表面性能均匀一致。

2 镀铜前处理

(1)手戴上洁净的橡皮手(指)套后，将金属化的陶瓷用预先除油的干净细铜丝绑好，且保证每个金属化部位都与铜丝接触良好。

(2)将绑扎好的陶瓷件浸入50%(体积分数)的盐酸溶液中，保持0.5 min。

(3)取出陶瓷件，用自来水冲洗干净，速浸一下蒸馏水，带电下预镀铜槽。

3 预镀铜

3.1 配方与工艺

3.2 注意事项

(1)绑扎陶瓷件要带橡皮手套或橡皮手指套，要保证铜丝与金属化的陶瓷件接触良好。尽可能防止在内孔件的内孔外绑过多铜丝而屏蔽电力线进入，内孔应对着阳极板，保证陶瓷件内外镀层厚度的一致性。

(2)配制镀铜溶液的主要材料都应选用分析纯级，并用去离子水配制镀液。

(3)不能采用硫酸型光亮镀铜液；在焦磷酸盐镀铜液中，也不能添加任何光亮剂。

(4)阳极采用无氧铜，而不能采用酸性镀铜中的含磷铜阳极。

(5)阴极移动的频次为10～20 次/min，移动的幅度为25～100 mm。

4 镀厚铜

预镀铜后可不经水洗而直接在镀厚铜槽中进行加厚，工件仍要带电下槽，具体配方和操作条件如下：

5 镀铜后处理

(1)镀好的陶瓷件用水冲洗干净。

(2)用沸腾的蒸馏水煮2 次，每次5 min 左右，把吸附在陶瓷细孔内的残留镀液煮出来。否则，烧结后焊接装管时的绝缘性能不好，从而影响管子寿命。

(3)烘干。

(4)烧结：由于电真空的特殊要求，必须对镀层进行烧结处理。将镀好的陶瓷零件置于氢气炉中烧结，温度为1 000～1 020°C，保持30 min。

6 镀件质量检查

通过烧结可以检查电镀层的好坏。烧结后，铜层绝对不能有任何起皮、剥落或针孔、气泡；此外，还要求有一定厚度。具备上述条件的陶瓷件，才可以与电真空器件、金属零件焊接。